NL8000670A - Hoogfrequente impulsversterker. - Google Patents

Description

*

V

%

Hoogfrequente impüΊsversterker.

De uitvinding heeft betrekking op een hoogfrequente versterker, bestaande uit een versterkertrap voorzien van een als gemeenschappelijke basisschakeling uitgevoerde vermo-5 genstransistor of uit verscheidene van dergelijke in cascade geschakelde versterkertrappen, voor de versterking van telkens aan de emitterzijde via een ingangsaanpassingsnetwerk toege-voerde hoogfrequente impulsen, die versterkt tot een hoog uitgangsvermogen aan de col 1ectorzijde via een uitgangsaan-10 passingsnetwerk worden afgenomen en een vooraf bepaal de vorm van de omhullende moeten hebben.

Bij dergelijke bekende hoogfrequente impulsverster-kers respectievelijk versterkérketens treden verschillende nadelen op. Bepaald door de stuurkarakteristiek van vermogens-15 transistoren in het C-bedrijf ontstaan bij de impulsvorm van het uitgangsvermogen relatief vlakke stijgende flanken en steile dalende flanken, zodat de door het toepassingsdoel-einde voorgeschreven eisen ten aanzien van de impulsvorm meestal niet meer kunnen worden aangehouden. Naarmate meer 20 trappen tot een versterkerketen worden tezamengeschakeld, wordt daarbij de achterflank steiler en ook de voorflank vlakker. Dit nadeel is ernstig, omdat op grond van het C-bedrijf slechts een relatief kleine versterking per versterkertrap kan worden bereikt en dus bij een eventueel door het 25 systeemontwerp vastgelegde hogere versterking beslist meer trappen moeten worden toegepast. Bovendien is het werkpunt afgezien van de bedrijfsgelijkspanning, afhankelijk van het hoogfrequente stuurvermogen. Ook de regeling van het uitgangs-vermogen bij de bekende dergelijke hoogfrequente impulsver-30 sterkers van hoog vermogen door middel van bedrijfsspannings-variatie werpt problemen op vanwege de dan ontstaande trillingen die een transistorbeschadiging tot gevolg hebben, en vanwege de onvermijdelijk verkregen impulsvormvariaties.

Grotere variaties van het uitgangsvermogen zijn derhalve 35 slechts door het afschakelen of bijschakelen van parallel-geschakelde versterkertrappen mogelijk, die echter nog gepaard gaan met de extra kosten van optel netwerken, bijvoorbeeld van volgschakelingen.

De uitvinding heeft ten doel een maatregel aan te 40 geven, waardoor in een uit een of meer trappen bestaande 8000670 - 2 - -r transistor-vermogensversterker voor hoogfrequente impulsen van.de in de aanhef genoemde soort een gewenste vorm van de hoogfrequente uitgangsimpulsen van hoog vermogen wordt be-rei kt.

5 Dit doel wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat eveneens aan de emitterzijde op elk van deze versterker-trappen bovendien telkens een door een pulsgenerator bestuurde constante stroombron is aangesloten, die aan het collector-emittertraject van de betreffende vermogenstransistor geduren-10 de elke door de pulsgenerator afgegeven impuls een met het impulsverloop overeenkomende stroom toevoert, en dat het door de pulsgenerator afgegeven impulsverloop hoofdzakelijk identiek is aan de vorm van de omhullende van de te versterken hoogfrequente impuls. Door deze maatregel wordt een over de 15 constante stroombron geschakelde A-versterker verkregen, dat wil zeggen de afzonderlijke transistor-versterkertrappen bevinden zich tijdens elke van de constante stroombron afkomstige impuls in de A-instelling en trekken ook bij hoogfrequente overbelasting een constant blijvende stroom. De impuls-20 vorm van de versterkte hoogfrequente impuls stemt overeen met de vorm van de van de constante stroombron afkomstige impuls, zodat een instelling van de flanken van deze uitgangssignalen van de versterker door instellen van de flanken van de impulsen van de constante stroombron gemakkelijk kan worden bereikt. 25 Ook bij de cascadeschakeling van verscheidene op dezelfde wijze opgebouwde versterkertrappen met elk een constante stroombron blijft de impulsvorm van de uitgangssignalen van de gehele versterkerketen overeenkomstig de stuurimpuls behouden, waarbij de stuurimpuls en alle constante stroombron-30 nen centraal kan worden toegevoerd.

Bij een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding is de door de constante stroombron afgegeven stroomsterkte instelbaar, respectievelijk zijn bij toepassing van verscheidene in cascade geschakelde versterkertrappen de stroomsterkten 35 van alle telkens aan een versterkertrap toegevoegde constante stroombronnen instelbaar. Door deze maatregel is een instelling van het uitgangsvermogen bij een gelijkblijvende vorm van de omhullende van de hoogfrequente uitgangsimpulsen van hoog vermogen in een groot gebied mogelijk, bijvoorbeeld 10 dB.

40 8 0 0 0 6 7 0 - 3 -

Ook bij de cascadeschakeling van verscheidene op dezelfde wijze opgebouwde hoogfrequente vermogensversterkertrappen blijft de vorm van de hoogfrequente uitgangsimpulsen behouden, voorzover alle constante stroombronnen centraal worden 5 bestuurd.

Het werkpunt van de hoogfrequente transistor in elke volgens de uitvinding met een bestuurde constante stroombron uitgevoerde versterkertrap is slechts bepaald door de stroom die door de toegevoegde constante stroombron wordt toegevoerd, 10 en de bedrijfsgelijkspanning, en dus niet afhankelijk van de telkens te versterken hoogfrequente impulsen.

Bepaald door het A-bedrijf tijdens het schakelen kan door de toepassing van de uitvinding de versterking van een hoogfrequente versterkertrap aanzienlijk worden verhoogd, zo-15 dat bij een versterkerketen in vele gevallen een of meer trappen kunnen worden uitgespaard.

Wordt een wijziging van de instelling van de door de constante stroombron opgewekte stroomsterkte van impuls tot impuls uitgevoerd, dan kunnen bijvoorbeeld in een impulstele-20 gram afzonderlijke impulsen met een hoger vermogen worden afgegeven. Dit is bijvoorbeeld bij inrichtingen in een secundair radarstelsel van belang en wel bij de afgifte van SLS (Side-Lobe-Suppression)-impulsen, die bij een werkwijze voor het kunstmatig verbeteren van de resolutie (zie Honold 25 "Sekundar-Radar", 1971, blz. 53) verschillende niveaus moeten hebben.

Een voordelige uitvoering van de uitvinding bestaat ook daarin, dat de instelbare stroomsterkte van de constante stroombron, respectievelijk in het geval van de toepassing 30 van een versterkerketen de instelbare stroomsterkten van de constante stroombronnen met behulp van AGC-regeling zodanig worden geregeld, dat aan de uitgang van de versterkertrap respectievelijk aan de uiteindelijke uitgang van de in cascade geschakelde versterkertrappen een constant uitgangsver-35 mogen aanwezig is.

Een andere voordelige uitvoering van de uitvinding bij een hoogfrequente versterker met een condensator die de impulsstroom voor een impulstelegrammen afgevende zender levert, bestaat daarin, dat over de condensator een voor de 40 80 0 08 7 0 r - 4 - ampl i tudedal i ng tijdens het v.erloop van een impulstelegram karakteristiek regelcriteriurn wordt afgenomen, waardoor de stroomsterkten van de constante stroombronnen met behulp van AGC-regeling zodanig worden geregeld, dat alle impulsen van 5 een impulstelegram dezelfde amplituden hebben. Een andere variant in dit verband wordt verkregen, doordat de amplitude-daling in het verloop van een impulstelegram wordt gecompenseerd door een complementaire voorgift van het door de pulsgenerator afgegeven impulstelegram.

10 Er wordt nog op de mogelijkheid gewezen aan de tran sistor van een versterkertrap een andere transistor of verscheidene transistoren voor wisselspanning parallel te schakelen, waarbij op de emitter van elk van deze transistoren een eigen, echter door dezelfde pulsgenerator bestuurde con-15 stante stroombron is aangesloten. Daardoor vervallen anders noodzakelijke kostbare optel netwerken aan de ingang en uitgang, zoals bijvoorbeeld volgschakelingen. Bovendien kunnen door de constante stroombronnen de werkpunten van de parallel-geschakelde transistoren worden ontkoppeld.

20 De uitvinding is van voordeel bij de toepassing van secundaire radarzenders voor afvraag- en antwoordinrichtingen.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarin : fig. 1 het schema van een afzonderlijke versterker-25 trap met. een constante stroombron volgens de uitvinding toont; fig. 2 het blokschema van een op constant uitgangs-vermogen geregelde versterkerketen volgens de uitvinding illustreert.

Fig. 1 toont de schakeling van een transistor-30 versterkertrap 1 voor hoogfrequente impulsen met een hoog uitgangsvermogen in een secundaire radarzender. De hoogfrequente vermogenstransistor 2 wordt als gemeenschappelijke basisschakeling bedreven. De te versterken hoogfrequente impulsen 3 worden via een aanpassingsnetwerk 4 aan de ingang 35 toegevoerd aan de emitterzijde van de transistor 2. De versterkte hoogfrequente impulsen 5 worden via een aanpassings-netwerk 6 aan de uitgang afgenomen van een uitgang 19. De toevoer van de bedrijfsgelijkspanning voor de transistor 2 vindt plaats via een hoogfrequente smoorspoel 7 en een 40 80 0 06 7 0 - 5 - doorvoercondensator 8. Een als schakelvaste electrolytische condensator uitgevoerde condensator 9 levert de benodigde impulsstroom voor de zender.

De versterkertrap 1 wordt door een besturingsschake-5 ling 10 via de emitter van de transistor Z door middel van een door een doorvoercondensator 11 gevoerde besturingslei -ding 12 met stroom bestuurd. In deze besturingsleiding 12 is nog een hoogfrequente smoorspoel 13 opgenomen. De besturings-schakeling 10 is uitgevoerd als een door een impulsgenerator 10 29 geschakelde constante stroombron, waardoor de transistor 2 van de versterkertrap 1 onder andere beschermd is tegen thermische overbelasting en zijn werkpunt stabiel wordt gehouden. Aan de constante stroombron 10 wordt uit de pulsgenerator 29 de impulsvormige ingangsspanning met constante impulshoogte 15 toegevoerd via een op de stuuringang 16 aangesloten spannings-deler 14, waarvan de aftakking met de basis van een transistor 15 is verbonden. Bij het schakelen van de besturingsscha-keling'aan de ingang 16 wordt aldus ook de transistor 15 be-; stuurd, waarvan de emitter verbonden is met een weerstand 17 20 en waarvan de collector met een weerstand 18 is verbonden.

Een constante stroom in de collector van de transistor 15, die in beginsel onafhankelijk van de co11ectorspanning van de transistor 2 is, alsmede ook onafhankelijk van het aan de uitgang 19 afgenomen vermogen, wordt door de emitterweerstand 25 17 van de transistor 15 bij een constante besturing van zijn basis afgedwongen. Met het verwijzingscijfer 20 is een condensator in de besturingsschakeling 10 aangeduid en met het verwijzingsteken U de bedrijfsspanning voor de transistor 15. Met de spanningsdel er 14 kan de benodigde constante stroom in 30 de besturingsleiding 12 worden ingesteld.

De constante stroombron 10 aan de emitterzijde van de hoogfrequente vermogenstransistor 2 voert daaraan tijdens een op de ingang 16 aanwezige stuurimpuls een constante stroom toe, waarbij de flanken van deze impulsen telkens volgens eis 35 kunnen worden uitgevoerd. De besturing van de hoogfrequente transistor vindt plaats door hoogfrequente impulsen 3 van de gewenste impulsvorm. Zijn de door de besturingsschakeling 10 (= constante stroombron) via de besturingsleiding 12 afgegeven impuls en de vorm van de omhullende van de hoogfrequente 40 3 0 0 0 670 f Λ - 6 - impuls 3 qua vorm identiek, dan is de impulsvorm van het uitgangssignaal aan de uitgang 19 van de versterker 1 dus eveneens gelijk.

Tijdens de impulsbesturing via de constante stroom-5 bron 10 werkt de versterkertrap 1 in de A-instelling en trekt ook bij hoogfrequente overbelasting steeds een constante blijvende stroom. De impulsvorm van het uitgangssignaal van de versterkertrap 1 volgt in het algemeen de via de besturings-leiding 12 toegevoerde impuls van de constante stroombron 10, 10 zodat de flanken van de hoogfrequente uitgangsimpulsen hierdoor gemakkelijk kunnen worden ingesteld.

Door een variatie van de instelling van de spannings-deler 14 wordt de aan de basis van de transistor 15 toegevoerde impulsspanning en dus ook de door de besturingsschakeling 15 10 telkens afgegeven constante stroomsterkte gewijzigd. Met deze maatregel is een wijziging van het uitgangsvermogen van de versterkertrap 1 bij gelijkblijvende impulsvorm van de uitgangssignalen in een groot gebied mogelijk. De deelverhou-ding van de spanningsdeler 14 kan ook in het kader van een 20 AGC-regeling afhankelijk van een uit te regelen grootheid worden ingesteld, zodat van de versterkertrap 1 bijvoorbeeld steeds een constant uitgangsvermogen kan worden afgenomen.

Fig. 2 toont het blokschema van een op constant uit-gangsvermogen met behulp van een AGC-regellus geregelde uit 25 drie trappen bestaande versterkerketen. Aan elk van de drie transistor-versterkertrappen 22,23 en 24 die elk overeenkomen met de versterkertrap 1 volgens fig. 1, is een constante stroombron 25,26 resp. 27 toegevoegd, die elk overeenkomen met de besturingsschakeling 10 volgens fig. .1. De stuurim-30 pulsen 29 voor alle drie constante stroombronnen 25,26 en 27 lopen over een gemeenschappelijke pulsvormschakeling 28 en worden aldaar met betrekking tot hun spanningsamplitude ingesteld en wel door een AGC-regelspanning die afhankelijk van het totale momentele uitgangsvermogen van de drie versterker-35 trappen 22,23 en 24 in vergelijking tot het constant behouden voorgeschreven uitgangsvermogen wordt gewonnen. De flanken van de door de pulsvormschakeling afgegeven impulsen die de constante stroombronnen 25,26 en 27 besturen, oriënteren de flanken van de door de versterkertrappen 22,23 en 24 lopende 40 8 0 0 0 6 7 0 * - 7 - \ hoogfrequente impulsen 3. Daarbij wordt op doelmatige wijze de vorm van de de constante stroombronnen 25,26 en 27 centraal besturende impulsen identiek gemaakt aan de vorm van de omhullende van de hoogfrequente impulsen 3 op de i'ngang van de eer-5 ste versterkertrap 25. Met het verwijzingscijfer 5 zijn de hoogfrequente impulsen op de uitgang van de uit drie trappen bestaande versterkerketen aangeduid.

80 C 06 7 0 •. >

Claims (9)

1. Hoogfrequente versterker, bestaande uit een versterkertrap voorzien van een als gemeenschappelijke basisschakeling uitgevoerde vermogenstransistor, of uit verscheidene dergelijke in cascade geschakelde versterkertrappen, 5 voor de versterking van telkens aan de emitterzijde via een ingangsaanpassingsnetwerk toegevoerde hoogfrequente impulsen, die versterkt tot een hoog uitgangsvermogen aan de collector-zijde via een uitgangsaanpassingsnetwerk worden afgenomen en een voorafbepaal de vorm van de omhullende moeten hebben, 10 met het kenmerk, dat eveneens aan de emitter-zijde op elk van deze versterkertrappen (1) bovendien telkens een door een pulsgenerator (29) bestuurde constante stroombron (10) is aangesloten, die aan het collector-emittertraject van de betreffende vermogenstransistor (2) gedurende elke door 15 de pulsgenerator (29) afgegeven impuls een met het impulsverloop overeenkomende stroom toevoert, en dat het door de pulsgenerator (29) afgegeven impulsverloop hoofdzakelijk identiek is aan de vorm van de omhullende van de te versterken hoogfrequente impuls (3).

2. Hoogfrequente versterker volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de door de cojistante stroombron (10) afgegeven stroomsterkte instelbaar is.

3. Hoogfrequente versterker volgens conclusie 2 onder toepassing van verscheidene in cascade geschakelde 25 versterkertrappen, met het kenmerk, dat de stroomsterkten van alle telkens aan een versterkertrap (22,23,24) toegevoegde constante stroombronnen (25,26,27) centraal instelbaar zijn.

4. Hoogfrequente versterker volgens conclusie 2 of 30 3, gekenmerkt door een van impuls tot impuls wijzigen van de instelling van de stroomsterkten van de constante stroombronnen.

5. Hoogfrequente versterker volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de instelbare stroomsterkte 35 van de constante stroombron respectievelijk in het geval van de aanwezigheid van een versterkerketen de instelbare stroomsterkten van de constante stroombronnen (25,26,27) door middel van AGC-regeling zodanig wordt/worden geregeld, dat op de 8000670 's - 9 - uitgang van de versterkertrap respectievelijk op de uiteindelijke uitgang van de in cascade geschakelde versterkertrap-pen (22,23,24) een constant uitgangsvermogen aanwezig is.

6. Hoogfrequente versterker volgens een van de con- 5 clusies 2 t/m 4, met een condensator die de impulsstroom voor een impulstelegrammen afgevende zender levert, met het kenmerk, dat over de condensator een voor de daling van de amplitude tijdens het verloop van een impulstelegram karakteristiek regelcriteriurn wordt afgenomen, waardoor de 10 stroomsterkten van de constante stroombronnen door middel van AGC-regeling zodanig worden geregeld, dat alle impulsen van een impul stel egram een gel i jl© ampl itude hebben.

7. Hoogfrequente versterker volgens een van de conclusies 2 t/m 4, met een condensator die de impulsstroom 15 voor een impulstelegrammen afgevende zender levert, met het kenmerk, dat de amplitudedaling in het verloop van een impulstelegram door een complementaire voorgift van het door de pulsgenerator afgegeven impulstelegram wordt gecompenseerd .

8. Hoogfrequente versterker volgens een van de vooraf gaande conclusies, met het kenmerk, dat aan de transistor van een versterkertrap nog een andere transistor of verscheidene transistoren voor wisselspanning parallel is/ zijn geschakeld en dat op de emitter van deze transistoren 25 een eigen, echter door dezelfde pulsgenerator bestuurde constante stroombron is aangesloten.

9. Hoogfrequente versterker volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt door de toepassing bij een secundaire radarzender voor opvraag- en 30 antwoordinrichtingen. 8000670